Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Für ein besseres Verständnis des Gehirns

11.03.2013
Er ist der weltweit höchstdotierte Forschungspreis der Neurowissenschaften: der Brain Prize. In diesem Jahr teilen sich sechs Wissenschaftler die mit einer Million Euro dotierte dänische Auszeichnung. Einer von ihnen ist der Würzburger Pflanzenphysiologe Professor Georg Nagel.

Sie wurde von der Fachzeitschrift Science bereits als „Durchbruch des Jahrzehnts“ gefeiert: Die Optogenetik. Sie nutzt Licht zur Steuerung von Nervenzellen (Neuronen), die zuvor gentechnisch verändert und damit lichtempfindlich gemacht wurden. Werden diese veränderten Neurone mit Licht einer bestimmten Wellenlänge angeregt, können sie gezielt an- und abgeschaltet werden.

Für die Entwicklung dieser Technik hat jetzt die dänische Grete Lundbeck European Brain Research Prize Foundation sechs führenden Wissenschaftlern den mit einer Million Euro dotierten Brain Prize verliehen. Neben den Deutschen Georg Nagel, Ernst Bamberg und Peter Hegemann zählen der Österreicher Gero Miesenböck sowie die Amerikaner Ed Boyden und Karl Deisseroth zu den Preisträgern. Dies hat die Stiftung am Montag, 11. März, in Kopenhagen bekannt gegeben.

„Gemeinsam haben diese Wissenschaftler den Grundstein für eine revolutionäre Technologie gelegt, die sogenannte Optogenetik, die uns ein völlig neues, grundlegendes Verständnis der komplexen Hirnfunktionen bescheren wird“, heißt es in der Pressemitteilung der Stiftung. Mittels der Optogenetik ließen sich neurologische Erkrankungen wie Parkinson- und Alzheimer-Krankheit, Epilepsie, Schmerzstörungen, Schizophrenie, ADHS und Suchterkrankungen besser untersuchen. Diese Technologie werde eine zentrale Rolle für das Verständnis dieser Erkrankungen und, im Laufe der Zeit, auch in der Entwicklung möglicher Behandlungen spielen, so die Jury.

Ein Lichtschalter für Zellen

Eine Süßwasseralge und ein Salzsee-Archaebakterium standen am Anfang der Arbeiten. Beide besitzen Lichtsinnesproteine zur Orientierung und Energiegewinnung, sogenannte Rhodopsine. Georg Nagel, Peter Hegemann und Ernst Bamberg konnten im Jahr 2002 als Erste zeigen, dass es Rhodopsine gibt, die direkt durch Licht gesteuerte Ionenkänale sind, und bezeichneten sie deshalb als Channelrhodopsine.

Durch Ionenkanäle leiten Zellen elektrische geladene Teilchen durch ihre Zellmembran ins Zellinnere hinein oder in den extrazellulären Raum hinaus. Nervenzellen nutzen diesen Mechanismus beispielsweise für die Signalweiterleitung von Sinnesempfindungen ans Gehirn und zur Steuerung der Muskeln.

Algen-Gen in Tierzellen

Was die Wissenschaftler nun machten: Sie injizierten die Erbinformation für Rhodopsine in die Zellen verschiedener Tierarten und stellten fest, dass die Zellen anschließend deutlich und schnell auf Belichtung reagierten. Das Membranpotenzial dieser Zellen änderte sich; elektrisch geladene Teilchen waren durch die Channelrhodopsine gewandert. Beispielsweise aktivierte Georg Nagel zusammen mit Ernst Bamberg (Max-Planck-Institut für Biophysik, Frankfurt) und Alexander Gottschalk (Universität Frankfurt) Channelrhodopsine in den Nervenzellen des Fadenwurms Caenorhabditis elegans und Peter Hegemann gemeinsam mit Stefan Herlitze von der Universität Bochum Channelrhodopsine in Hühnerembryos und Mäusen.

Ein neues Werkzeug für die Wissenschaft

Die vier europäischen Wissenschaftler Bamberg, Hegemann, Miesenböck und Nagel machten die grundlegenden Beobachtungen und Entdeckungen und entwickelten lichtempfindliche Moleküle, die in bestimmte Arten von Nervenzellen eingeführt werden können. Den beiden amerikanischen Preisträgern gelang in der Zusammenarbeit mit den Europäern die Weiterentwicklung des Verfahrens und dessen Einsatz bei lebenden Säugetieren.

„Mit den Channelrhodopsinen haben Neurobiologen ein neues Werkzeug erhalten, das unser Verständnis des Nervensystems bereits weiter vorangebracht hat und das hoffentlich in nicht allzu ferner Zukunft auch zu neuen Therapien führt“, sagt Nagel.

Zur Person: Georg Nagel

Georg Nagel studierte Biologie an der Universität Konstanz und absolvierte sein Promotionsstudium am Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt am Main. Als Postdoktorand arbeitete er an der Yale University in New Haven, Connecticut, und der Rockefeller University in New York City. Von 1992 bis 2004 war Nagel Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Biophysik. Seit 2004 ist er Professor am Lehrstuhl für Molekulare Pflanzenphysiologie und Biophysik an der Universität Würzburg.

Für seine Arbeiten auf dem Gebiet der Optogenetik hat er unter anderem den Wiley Prize in Biomedical Sciences, den Karl Heinz Beckurts-Preis, den Zülch-Preis und zuletzt den Louis-Jeantet-Preis für Medizin erhalten.

Kontakt
Prof. Dr. Georg Nagel, T: (0931) 31-86143; georg.nagel@botanik.uni-wuerzburg.de

Gunnar Bartsch | Uni Würzburg
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)
26.05.2017 | Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

nachricht Neues Helmholtz-Institut in Würzburg erforscht Infektionen auf genetischer Ebene
24.05.2017 | Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften